[发明专利]一种二硅酸锂复合生物玻璃陶瓷的制备方法

说明书

本发明属于生物功能材料领域，公开了一种二硅酸锂复合生物玻璃陶瓷的制备方法。该方法包括以下步骤：首先通过溶胶凝胶法和熔融法制备生物玻璃粉末，按照一定比例混合，再经过研磨、过筛、模压、煅烧，可制备获得二硅酸锂复合生物玻璃陶瓷。该方法具有工艺简单，所用原料价廉，操作容易等优势，所制备的二硅酸锂复合生物玻璃陶瓷具有良好的力学性能以及生物活性，可应用于牙科领域伤口缺损的修补、药物控制缓释、细胞培养等，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物功能材料领域，尤其涉及一种二硅酸锂复合生物玻璃陶瓷的制备方法。

背景技术

龋齿一直是一种全球性的口腔疾病，其发病率高，分布广。目前，对于龋齿的治疗主要是采用机械地移除龋损部位，在龋损部位填充汞齐材料、新型的金属合金、复合树脂和牙科陶瓷等材料。在口腔修复手术中，金属和医用高分子材料与人体组织亲和性差。如果长期植入人体内，会从金属材料中溶出金属离子，从高分子材料中溶出制造时残留的未反应单体，对人体组织有一定的危害性。因此生物陶瓷材料越来越受到人们的青睐，成为近几年来研究的热点。

生物玻璃（BG）是生物医用材料的一个重要分支，主要由硅酸盐玻璃材料组成，主要成分为 SiO₂ 和 CaO。将其植入体内后生物活性玻璃表面即与体液发生离子反应，最终在玻璃表面形成类似骨中无机矿物的低结晶度碳酸羟基磷灰石层HCA。BG的化学组成与生物体的骨骼相似，具有优良的骨诱导性、骨传导性及生物相容性。此外，BG可使细胞在其表面快速增殖与分化，最终与周围组织相融合。然而现在用于制备牙科材料的有些活性玻璃强度相对较低，这就限制了其在咬合力量较大的后牙区，尤其是磨牙区的使用。

二硅酸锂微晶玻璃通过控制晶化，可以生成棒状的二硅酸锂主晶相。二硅酸锂晶体属于正立方体结构，Si-O四面体的顶点由Li⁺占据，对网络进行修饰。根据武汉大学口腔医学院的研究，二硅酸锂微晶玻璃的机械性能得到提高的主要原因在于玻璃基质中存在少量的磷酸锂，分布在二硅酸锂晶体表面。这些磷酸盐晶体产生放射状的压应力，当陶瓷表面或内部出现裂纹时，可以阻止裂纹的进一步扩展，从而提高力学性能。尽管二硅酸锂微晶玻璃是一种性能非常突出的口腔修复材料，其在力学性能上基本能够满足牙科医用材料的要求，但是存在着生物活性较差，而影响了实际应用，成为口腔用修复材料的研究热点。

目前制作生物玻璃通常有两种方法。其中，熔融法是将玻璃原料直接混合，经高温熔制后急冷、退火，得到玻璃；然后经过成核和晶化处理，形成生物活性玻璃陶瓷，其致密度高，无气孔。而溶胶凝胶法是低温合成材料的一种工艺，与熔融法制备的玻璃相比，溶胶凝胶生物活性玻璃中碱金属离子周围的化学成分更加均匀，而且在热力学上更有利于分相的产生，但一般是多孔结构，虽然具有良好的生物活性，但力学性能一般比较差。本发明将溶胶凝胶法和熔融法制成的生物玻璃粉末按一定比例混合在一起，可以得到力学性能高和生物活性好的二硅酸锂复合生物玻璃陶瓷。该方法简单高效，所用原料价廉易得，具有很好的产业化前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是结合溶胶凝胶法与熔融法制备生物玻璃的优势，提供一种操作简单、能够获得具有良好力学性能及生物活性的二硅酸锂复合生物玻璃陶瓷材料的制备方法，可应用于牙科生物医用领域。

本发明的技术方案如下：

一种二硅酸锂复合生物玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）溶胶凝胶法制备玻璃：